DE4033122A1 - Werkzeugfutter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Werkzeugfutter zur Befestigung an elektrischen Bohrgeräten, Kraftantriebseinrichtungen und dergleichen, um Werkzeuge wie Bohreinsätze und An­ triebseinsätze zu halten, und insbesondere ein solches Werkzeugfutter, das von Hand ohne Verwendung eines Spannfutterhandgriffs gespannt werden kann.

Ein herkömmliches Werkzeugfutter hat einen Drehring, der mit einem Handgriff drehbar ist, um Spannfutter­ klauen vorzuschieben und zurückzuziehen, wobei die Betätigung mittels Handgriff umständlich ist und der Handgriff ständig bereitgehalten werden muß. Um solche Nachteile zu vermeiden, ist bereits ein Werkzeugfutter entwickelt worden, das einen von Hand drehbaren Ring, ohne Heranziehen eines Spannfutterhandgriffs, hat, um die Spannfutterklauen zu spannen, sowie eine Verriege­ lungseinrichtung, die ein Lösen der Spannfutterklauen während eines Arbeitsganges verhindert.

Bei dem Werkzeugfutter mit einer derartigen Verriegelungs­ einrichtung ist das Werkzeug unter Beeinträchtigung der Effektivität frei drehbar, wenn die Spannfutterklauen nur eine unzureichende Klemmkraft ausüben.

Um eine große Befestigungskraft zu erzielen, ist es wünschenswert, das Drehmoment durch Reduzierung der Drehung des Drehringes über einen geeigneten Reduktions­ mechanismus zu erhöhen. Hierbei entsteht jedoch das Problem, daß das Spannfutter nicht schnell betätigbar ist, da die Spannfutterklauen auch dann mit einer ver­ ringerten Geschwindigkeit bewegt werden, wenn ein ein­ gesetztes Werkzeug von den Spannfutterklauen noch nicht ergriffen ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Probleme zu vermeiden.

Das erfindungsgemäße Werkzeugfutter enthält eine Ver­ riegelungseinrichtung zwischen einem Spannfutterteil und durch Gewindevorschub verschiebbaren Spannfutter­ klauen, wobei die Verriegelungseinrichtung durch eine Reaktionskraft, die beim Ergreifen eines Werkzeugs durch die Spannfutterklauen auftritt, gegen das Spann­ futterteil gedrückt und so blockiert wird, und eine Drehmomentverstärkungseinrichtung zwischen der Ver­ riegelungseinrichtung und einem drehbar auf dem Spann­ futterteil befestigten Steuerring, wobei die Drehmoment­ verstärkungseinrichtung die Drehung des Steuerrings reduziert, um ein verstärktes Drehmoment an einen Ge­ windering abzugeben, der durch Gewindevorschub die Spannfutterklauen bewegt, wenn die Verriegelungsein­ richtung mit dem Spannfutterteil verriegelt ist, wobei die Spannfutterklauen schnell verschoben werden, bis sie ein in Position gebrachtes Werkzeug berühren, um eine Schnellklemmwirkung zu erzielen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Drehung des Steuerrings mit einem automatisch erhöhten Drehmoment verbunden, wenn die Spannfutterklauen das Werkzeug berühren und halten, wodurch die Spannfutterklauen mit dem erhöhten Drehmoment verschoben werden, um das Werk­ zeug mit einer großen Klemmkraft zu halten.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfin­ dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Werkzeug­ futters in einem Vertikalschnitt;

Fig. 2 einen Drehmomentverstärkungsmechanismus in einer auseinandergezogenen Darstellung;

Fig. 3 Rollnuten in einer schematischen Dar­ stellung;

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform des Werkzeug­ futters in einem Vertikalschnitt;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 4 zur Erläuterung eines Arbeitsgangs;

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 4;

Fig. 7 eine dritte Ausführungsform in einem Vertikalschnitt;

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 7;

Fig. 9 eine vierte Ausführungsform in einem Vertikal­ schnitt;

Fig. 10 einen Steuerring in einem Vertikalschnitt;

Fig. 11 eine Seitenansicht des Steuerrings;

Fig. 12 eine fünfte Ausführungsform in einem Ver­ tikalschnitt;

Fig. 13 einen Drehmomentverstärkungsmechanismus in einer unwirksamen Position in einem vergrößerten Querschnitt;

Fig. 14 den Drehmomentverstärkungsmechanismus in einer wirksamen Position in einem ver­ größerten Querschnitt und

Fig. 15 eine sechste Ausführungsform in einem ver­ größerten Querschnitt.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird nach­ folgend in Einzelheiten mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform des Werkzeugfutters. Dieses Werkzeugfutter wird bei einem elektrischen Bohrgerät oder einer Kraftantriebs­ einrichtung verwendet, um ein Werkzeug wie einen Bohrer­ einsatz oder einen Antriebseinsatz zu halten.

Mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 enthält das Werkzeug­ futter 10 drei Spannfutterklauen 12, die verschieblich zentral am vorderen Ende eines Spannfutterteils 11 an­ geordnet sind. Die Spannfutterklauen 12 sind zu ihren vorderen Enden hin geneigt und konvergieren in Richtung der Achse des Spannfutterteils 11.

Genauer gesagt, sind die Spannfutterklauen 12 nur in Gleitnuten 13 verschieblich angeordnet, die geneigt zu ihren Achsen in dem Spannfutterteil 11 ausgebildet sind. Jede Klaue 12 hat an einem Umfangsabschnitt ein Schraubengewinde 14, wobei das Gewinde der Schraube fortlaufend ausgebildet ist. Die bereichsweise ausge­ bildeten Schraubenspindeln 14 kämmen mit Mutterschrauben 16, di ein einem Schraubenring 15 gebildet sind. Durch Drehen des Gewinderings 15 in entgegengesetzten Rich­ tungen werden die Spannfutterklauen 12 aufeinander zu und voneinander weg verschoben, um ein Werkzeug fest­ zuklemmen bzw. freizugeben.

Ein Drehmomentverstärkungsmechanismus 17 befindet sich an der Außenseite des Gewinderings 15, und ein Steuer­ ring 18 ist an der Außenseite des Drehmomentverstärkungs­ mechanismus 17 angebracht. Wenn der Steuerring 18 vor­ wärts oder rückwärts gedreht wird, d.h. in einer Rich­ tung zum Festklemmen oder Freigeben des Werkzeugs A, wird das Drehmoment über den Drehmomentverstärkungs­ mechanismus 7 auf den Gewindering 15 übertragen.

Der Drehmomentverstärkungsmechanismus 17 ist folgender­ maßen aufgebaut. Der Mechanismus 17 enthält drei ring­ förmige Elemente, d.h. einen Ausgangsring 20, der im Preßsitz an dem Gewindering 15 befestigt ist, einen Eingangsring 21, der in demSteuerring 18 relativ drehbar gelagert und um eine vorbestimmte Strecke e exzentrisch versetzt ist, und einen Verriegelungsring 22, der in Druckkontakt mit einer rückwärtigen Position des Spann­ futterteils 11 über schräge Randflächen bewegbar ist. Diese ringförmigen Elemente sind in axialer Richtung des Spannfutterteils 11 angeordnet.

Der Eingangsring 21 bildet eine hyperzykloidförmige Rollnut 23 mit gewölbten Abschnitten an einer Fläche, die dem Verriegelungsring 22 gegenüberliegt. Der Ver­ riegelungsring 22 bildet eine epizykloidförmige Roll­ nut 24 mit gewölbten Abschnitten an einer Fläche, die dem Eingangsring 21 gegenüberliegt. Mehrere Kugeln 25 sind zwischen diesen Rollnuten 23 und 24 angeordnet, um entlang der Nuten 23 und 24 abzurollen.

Wie ferner Fig. 3 zeigt, haben die Rollnuten 23 und 24 eine Amplitude, die der Größe der Exzentrizität e des Eingangsrings 21 entspricht. Der Eingangsring 21 hat 10 Wellen, und der Verriegelungsring 22 hat 12 Wellen. Die Anzahl der Kugeln 25 zwischen den Nuten beträgt 11 oder weniger.

Wenn eine Umdrehung infolge der Größe der Exzentrizität e auf den Eingangsring 21 mit den Rollnuten 23 und 24 ausgeübt wird, rollen die Kugeln 25 entlang der Roll­ nuten 23 und 24, um den Eingangsring 21 zu drehen. Da die Drehung gegenüber dem Umlauf signifikant reduziert ist, führt die Drehung des Eingangsringes 21 zur Abgabe eines verstärkten Drehmoments.

Da bei dieser Ausführungsform die Rollnut 23 des Ein­ gangsrings 21 zehn Wellen und die Rollnut 24 des Ver­ riegelungsrings 22 zwölf Wellen haben, ist die Wellen­ differenz gleich 2, so daß das Untersetzungsverhältnis gleich 2/10 Wellen, d.h. 1/5 beträgt.

Ein größeres Untersetzungsverhältnis kann durch Er­ höhung der Anzahl der Wellen erreicht werden. Wenn beispielsweise der Eingangsring 21 vierzig Wellen hat und die Differenz der Wellenzahl 2 beträgt, bedeutet das 2/40 Wellen gleich 1/20, womit ein weitgehend ver­ stärktes Drehmoment abgegeben wird.

Um die Drehung des Eingangsrings 21 auf den Ausgangs­ ring 20 zu übertragen, sind mehrere Kugeln 26 zwischen dengegenüberliegenden Flächen angeordnet.

Hierzu enthält der Eingangsring 21 nicht dargestellte Aussparungen zur Aufnahme der Kugeln 26, während der Ausgangsring 20 Aussparungen 27 aufweist, die gegen­ überliegen. Die Aussparungen 27 des Ausgangsrings 20 haben eine (ringförmige) Abmessung, die es den Kugeln 26 erlaubt, in dem selben Exzentrizitätsausmaß e umzu­ laufen, so daß eine Kraftübertragung trotz der exzen­ trischen Drehung des Eingangsrings 21 möglich ist.

Zur Befestigung des Verriegelungsringes 22 an dem Spann­ futterteil 11 hat der Verriegelungsring 22 zentral eine schräge Druckkontaktfläche 28, die nach hinten diver­ giert, während das Spannfutterteil 11 eine entsprechende Druckkontaktfläche 29 besitzt. Diese Flächen bewegen sich in Druckkontakt miteinander, wenn der Verriegelungsring 22 durch ein Spiel des Gewinderings 15 (beim Zurück­ ziehen der Spannfutterklauen 12) gedrückt wird, wodurch der Verriegelungsring 22 an dem Spannfutterteil 11 be­ festigt wird.

Der Verriegelungsring 22 hat an dem kreisförmigen rück­ wärtigen Ende Zähne 30. Ein elastischer Ring 33 ist an dem rückwärtigen Ende des Verriegelungsrings 22 ange­ ordnet und hat mehrere elastische Elemente 32 mit Klauen 31, die elastisch in die Zähne 30 eingreifen. Der elastische Ring 33 hat ferner Befestigungsvorsprünge 34, die im Preßsitz in Nuten 35 an der Innenwand des Steuerrings 18 eingreifen, wodurch der elastische Ring 33 in Position und gegen Drehung gehalten ist.

Die elastischen Elemente 32 erfüllen wenigstens drei Funktionen. Eine besteht darin, eine Kraft auszuüben, um die oben erwähnten Druckkontaktflächen 28 und 29 zu trennen. Die zweite Funktion besteht darin, in den Verriegelungsring 22 einzugreifen, so daß dieser mit dem Steuerring 18 rotiert, da anderenfalls der Ver­ riegelungsring 22 frei drehbar wäre, wenn er außer Druckkontakt mit dem Spannfutterteil 11 stehen würde. Die dritte Funktion ist eine Verriegelungsfunktion zur Befestigung des Verriegelungsrings 22, der durch Reak­ tion selbst dann lose werden könnte, wenn der Verriege­ lungsring 22 gegen das Spannfutterteil 11 gedrückt wird.

Eine Abdeckung 36 ist an dem rückwärtigen Ende des Steuerrings 18 angebracht und sitzt im Preßsitz auf einer Basis an einer rückwärtigen Position des Spann­ futterteils 11.

Der elastische Ring 33 ist in dieser Ausführungsform an dem Steuerring 18 befestigt, er kann jedoch auch an dem Spannfutterteil 11 befestigt sein.

Der Gewindering 15 besteht aus zwei Teilen, die durch den Preßsitz des Ausgangsrings 20 miteinander verbun­ den werden, nachdem die zwei Teile mit dem Spannfutter­ teil 11 zusammengebaut sind. Die Verbindung kann auch mit anderen Mitteln hervorgerufen werden, indem die zwei Elemente beispielsweise zusammengeschraubt werden, oder durch eine Keilverzahnung mit einem E-Ring, der eine Trennung verhindert.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 37 ein Lager in dem Eingangsring 21 zur glatten Drehung des Steuerrings 18.

Das Werkzeugspannfutter 10 funktioniert folgendermaßen:. Es sei angenommen, daß die Spannfutterklauen 12 weit offen sind,um zum Halten des Werkzeugs A bereit zu sein. Das Werkzeug A wird in Position gebracht, woraufhin der Steuerring 18 in Spannrichtung gedreht wird, damit die Spannfutterklauen 12 das Werkzeug A festklemmen.

Da im Anfangszustand des Drehvorgangs des Ringes die Spannfutterklauen 12 frei von Belastungen aus dem Fest­ klemmen des Werkzeugs A sind, befindet sich der Ver­ riegelungsring 22 des Drehmomentverstärkungsmechanismus 17 in einem freien Zustand gegenüber dem Spannfutterteil 11. Da außerdem der Verriegelungsring 22 in Eingriff mit dem elastischen Element 32 steht, sind der Ausgangs­ ring 20, der Eingangsring 21 und der Verriegelungsring 22 als eine Einheit miteinander verbunden und werden gemeinsam gedreht. Dies hat zur Folge, daß die Drehung des Steuerrings 18 direkt eine Drehung gleicher Ge­ schwindigkeit des Gewinderings 15 hervorruft, der einen schnellen Gewindevorschub zum Vorwärtsbewegen der Spann­ futterklauen 12 bewirkt.

Eine Kraft wirkt auf die Spannfutterklauen 12, wenn die Klauen 12 beginnen, das Werkzeug A festzuklemmen. Diese Kraft verursacht einen Rückschlag des Schraubenrings 15, der den Verriegelungsring 22 durch den Ausgangsring 20 und den Eingangsring 21 rückwärts drückt.

Dies führt dazu, daß die Druckkontaktflächen 28 und 29 des Verriegelungsrings 22 und des Spannfutterteils 11 miteinander in Druckkontakt geraten. Das elastische Element 32 gibt diesem Druckkontakt nach, was zu seinem Rutschen führt. Der Verriegelungsring 22 ist dann an dem Spannfutterteil 11 befestigt, wodurch der Drehmoment­ verstärkungsmechanismus 17 in einen wirksamen Zustand versetzt ist.

Dabei verursacht die Drehung des Steuerrings 18 den Umlauf des Eingangsrings 21, wodurch die Kugeln 25 ent­ lang der Rollnuten 23 und 24 rollen, um den Eingangs­ ring 21 zu drehen. Die Drehung des Eingangsrings 21 wird als hohes Drehmoment infolge der Untersetzung des Eingangsrings auf den Ausgangsring 20 übertragen, um den Gewindering 15 zum Vorschub der Spannfutterklauen 12 zu drehen, wodurch diese das Werkzeug A mit einem großen Drehmoment festklemmen.

Bei einem Bearbeitungsvorgang mit dem von den Spann­ futterklauen 12 auf die oben beschriebene Weise fest­ gehaltenen Werkzeug A wird dieses, beispielsweise ein Kraftantriebseinsatz, in entgegengesetzten Richtungen gedreht, je nach der Art des Arbeitsvorgangs.

Wenn dieser Vorgang mit einer Vorwärtsdrehung des Werkzeugs A verbunden ist, die auf den Steuerring 18, den Drehmomentverstärkungsmechanismus 17 und den Ge­ windering 15 in Spannrichtung der Spannfutterklauen 12 wirkt, dann wirkt eine Rückwärtsdrehung auf diese Bauteile 18, 17 und 15 in Freigaberichtung der Spann­ futterklauen 12. Obwohl eine Reaktion bei der Umkehr der Drehung, die in Freigaberichtung der Spannfutter­ klauen 12 wirkt, auftritt, tritt tatsächlich keine Lockerung auf, da der Verriegelungsring 22 von dem elastischen Element 32 ergriffen ist, um den Steuer­ ring 18, den Drehmomentverstärkungsmechanismus 17 und den Gewindering 15 starr mit dem Spannfutterteil 11 zu verbinden.

Zur Freigabe des Werkzeugs A muß der Steuerring 18 lediglich in Freigaberichtung gedreht werden. Darauf­ hin werden die Spannfutterklauen 12 mit einem hohen Drehmoment gelockert, da sich im Anfangszustand der Drehung der Drehmomentverstärkungsmechanismus 17 in dem wirksamen Zustand befindet. Wenn die Spannfutter­ klauen 12 weiter gelöst werden, um den Rückschlag des Gewinderings 15 auszuschalten, drückt das elastische Elemente 32 den Verriegelungsring 12 zurück. Daraufhin bewegen sich die Druckkontaktflächen 28 und 29 des Ver­ riegelungsrings 22 und des Spannfutterteils 11 aus dem Druckkontakt heraus. Der Gewindering 15 dreht sich schnell mit derselben Geschwindigkeit wie der Steuer­ ring 18, um die Spannfutterklauen 12 schnell in die Freigaberichtung zu bewegen.

Bei dieser Ausführungsform ist das Werkzeug A mit der Spannkraft gehalten, die durch den Drehmomentver­ stärkungsmechanismus 17 verstärkt ist. Damit ist das Werkzeug A auf eine Weise festgehalten, die dem Fall der Verwendung eines Spannfuttergriffs äquivalent ist.

Der Drehmomentverstärkungsmechanismus 17 enthält drei Ringe, d.h. den Ausgangsring 20, den Eingangsring 21 und den Verriegelungsring 22. Damit ist die Konstruktion kompakt und in der Lage, mit den Spannfutterklauen 12 leicht zu verriegeln. Trotz der einfachen Konstruktion kann ein großes Drehmoment übertragen werden.

Der zwängende Eingriff des elastischen Elements 32 ver­ hindert ein Lösen des Steuerrings 18 und der Spannfutter­ klauen 12 bei Vibrationen, die während eines Arbeits­ vorganges auftreten. Dies fördert das Festklemmen des Werkzeugs A mit erhöhter Festigkeit.

Außer der Funktion, ein Lockern zu verhindern, haben die elastischen Elemente 32 die Funktionen, den Steuer­ ring 18 zur festen Verbindung zu ergreifen, den Steuer­ ring 18 an dem Spannfutterteil 11 zu halten und das Spannfutterteil 11 und die Spannfutterklauen 12 aus dem gegenseitigen Druckkontakt freizugeben, wenn das Werkzeug A von den Spannfutterklauen 12 entfernt wird. Dieses einzelne Bauteil, das diese Funktionen erfüllt, ermöglicht es, daß die Konstruktion mit einer ver­ ringerten Anzahl von Bauteilen komptakt wird.

In der vorstehenden ersten Ausführungsform wird der Output des Eingangsrings 21 über den Abgabering 20 auf den Gewindering 15 übertragen. Alternativ hierzu kann der Output über ein Getriebekupplung übertragen werden, die den Eingangsring 21 und den Gewindering 15 verbindet und die exzentrische Drehung des Eingangs­ rings 21 absorbieren kann.

Außerdem werden bei der ersten Ausführungsform die Spannfutterklauen 12 durch die Wirkung des Gewinderings 15 vorgeschoben, der außen aufgesetzt ist. Der Dreh­ momentverstärkungsmechanismus 17 ist auch auf solche Spannfutterklauen anwendbar, die von einer Buchse ge­ drückt und gezogen werden, die sich an den hinteren Enden der Spannfutterklauen befindet und durch Gewinde­ vorschub angetrieben wird.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine zweite Ausführungsform des Werkzeugfutters. In Fig. 4 enthält das Werkzeug­ futter 40 drei Spannfutterklauen 42, die verschieblich in einem Spannfutterteil 41 angeordnet sind, um durch entgegengesetzte Drehung eines Gewinderings 43 vorge­ schoben und zurückgezogen zu werden, wie dies bei der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 der Fall ist.

Eine detaillierte Beschreibung dieser Anordnung ent­ fällt.

Der Gewindering 43 besteht aus zwei Teilen, die durch Preß-Befestigung einer Hülse 44 an der Außenseite fest miteinander verbunden werden.

Das Spannfutterteil 41 trägt einen zylindrischen Steuer­ ring 45, der an einer Zwischenumfangsposition drehbar befestigt ist. Eine zylindrische Abdeckung 46 ist auf den Umfang des Spannfutterteils 41 an dessen Ende auf­ gesetzt und dort befestigt.

In einer Kraftübertragungsbahn zwischen dem Gewinde­ ring 43 und dem Steuerring 45 ist ein Drehmomentver­ stärkungsmechanismus 47 zur Übertragung der Drehkraft des Steuerrings 45 auf den Gewindering 43 angeordnet. Dieser Mechanismus 47 enthält einen Eingangs-Ausgangs­ ring 48, der drehbar in dem Steuerring 48 eingesestzt ist, und einen Verriegelungsring 49, der drehbar auf dem Spannfutterteil 41 befestigt ist.

Der Eingangs-/Ausgangsring 48 hat eine vordere innere Wand, die über ein Nadellager 50 auf der äußeren Umfangs­ fläche eines rohrförmigen Steuerabschnitts 51 sitzt, der zentral in dem Steuerring 45 ausgebildet ist.

Wie auch Fig. 5 zeigt, ist die äußere Umfangsfläche des rohrförmigen Steuerabschnitts 51 um eine Achse C ausgebildet, die um eine Strecke e zu einer Achse B des Spannfutterteils 41 versetzt ist.

Der Eingangs/Ausgangsring 48 hat eine Zwischeninnen­ wand, die über eine Getriebekupplung 53 in Antriebs- Verbindung mit einem äußeren Umfang eines rückwärtigen Endes des Gewinderinges 43 steht.

Diese Getriebekupplung 52 kämmt lose mit einem Zahnrad 53, das an der Zwischeninnenwand des Eingangs/Ausgangs­ rings 48 ausgebildet ist, und mit einem Zahnrad 54 an dem Außenumfang des rückwärtigen Endes des Gewinderings 43, um Exzentrizität in der Größe e zuzulassen.

Außerdem bildet eine rückwärtige Innenwand des Eingangs/ Ausgangsrings 48 ein Zahnrad 55, das, wie auch Fig. 6 zeigt, mit einem Zahnrad 56 kämmt, das am Umfang des Ver­ riegelungsrings 49 ausgebildet ist.

Diese Zahnräder 55 und 56 bilden zykloidische Zahnräder zur Ausführung einer zykloidischen Bewegung. Wenn der Steuerring 45 gedreht wird, um den Eingangs/Ausgangsring 48 durch die Exzentrizität des rohrförmigen Steuerab­ schnitts 51 zu drehen, führt eine Differenz in der Anzahl der Zähne zwischen dem Zahnrad 55 an dem Eingangs/Aus­ gangsring 48 und dem Zahnrad 56 an dem Verriegelungsring 49 zur Drehung des Eingangs/Ausgangsrings 48 entsprechend der Extrazahl der Zähne. Im Ergebnis ist die Drehung des Eingangs/Ausgangsrings 48 erheblich reduziert, und die Drehung des Ringes 48 ist mit einer verstärkten Dreh­ momentababgabe verbunden.

Wenn beispielsweise das Zahnrad 56 des Verriegelungs­ rades 49 sechsundsechzig Zähne und das Zahnrad 55 des Eingangs/Ausgangsringes 48 achtundsechszig Zähne haben, beträgt die Differenz der Zähne 2, und das Untersetzungs­ verhältnis ist 2/66 Zähne gleich 1/33. Somit wird das Untersetzungsverhältnis von 1/33 bezüglich einer Eingabe erhalten, wobei der Eingangs/Ausgangsring 48 eine erheb­ lich verstärkte Drehmomentabgabe hervorruft.

Zwischen gegenüberliegenden Flächen des Gewinderings 43 und des Verriegelungsrings 49 ist eine geeignete Anzahl von Druckkugeln zur Rollbewegung angeordnet.

Eine innere Umfangswand des Verriegelungsrings 49 hat eine schräge Druckkontaktfläche 48, die nach hinten divergiert, während das Spannfutterteil 41 an einer äußeren Zwischenumfangswand eine schräge Druckkontakt­ fläche 49 hat, die der Kontaktfläche 58 gegenüberliegt und nach hinten entsprechend divergiert.

Diese Druckkontaktflächen 58 und 59 bewegen sich in Druckkontakt miteinander, wenn der Gewindering 43 durch einen Rückstoß der Spannfutterklauen 42 zurückgezogen wird, als Ergebnis der Befestigung des Gewinderings 43 zum Festklemmen des Werkzeugs A, wodurch der Verriege­ lungsring 49 an dem Spannfutterteil 41 befestigt wird.

Ein elastischer Ring 60 ist in eine innere Umfangswand des Steuerrings 45 eingesetzt und liegt dem rückwärtigen Ende des Verriegelungsrings 49 gegenüber. Der elastische Ring 60 enthält elastische Elemente 61 entlang innerer Umfangspositionen, die in eine gezahnte Fläche an dem Ende des Verriegelungsrings 49 eingreifen. Auf diese Weise sind der Steuerring 45 und der Verriegelungsring 49 fest miteinander verbunden, und der Verriegelungsring 49 und das Spannfutterteil 41 werden in einer Richtung beaufschlagt, um die Druckkontaktflächen 58 und 59 zu trennen.

Ein Haltering 63 ist durch Preßsitzhinten auf dem elastischen Ring 60 befestigt und hält diesen in Position und gegen Drehung.

Das Befestigen und Lösen eines Werkstücks mittels der zweiten Ausführungsform eines Werkzeugfutters 40 wird nachfolgend beschrieben.

Wenn das Werkzeug A von den drei Spannfutterklauen 42 ergriffen ist, wird der Steuerring 45 in einer Spann­ richtung D (durch durchgehende Pfeile in den Fig. 5 und 6 angedeutet) gedreht, um das Werkzeug A festzu­ klemmen, wobei die Abdeckung 46 gegen Drehung verriegelt ist.

Da im Anfangszustand dieses Drehvorgangs die Spannfutter­ klauen 42 frei von Belastung aus dem Festklemmen des Werkzeugs A sind, ist der Verriegelungsring 49, der Teil des Drehmomentverstärkungsmechanismus 47 ist, drehbar gegenüber dem Spannfutterteil 41. Da ferner der Verriege­ lungsring 49 mit dem Steuerring 45 über das elastische Element 61 verbunden ist, drehen sich der Steuerring 45, der Eingangs/Ausgangsring 48 und der Verriegelungsring 49 gemeinsam. Im Ergebnis ruft die Drehung des Steuer­ rings 45 direkt eine Drehung gleicher Geschwindigkeit des Gewinderings 43 hervor, was mit einem schnellen Ge­ windevorschub zum schnellen Vorschieben der Spannfutter­ klauen 42 zum Festklemmen des Werkzeugs A verbunden ist.

Danach wirkt eine Kraft auf die Spannfutterklauen 42, wenn die Klauen 42 das Werkzeug A berühren und beginnen, dieses festzuklemmen. Dann wird der Gewindering 43 durch einen Rückstoß infolge des Spannvorgangs zurück­ gezogen und drückt den Verriegelungsring 49 durch die Druckkugeln 57 nach hinten. Dies führt dazu, daß die Druckkontaktflächen 58 und 59 des Verriegelungsring 49 und des Spannfutterteils 41 in Druckkontakt miteinander geraten. Die elastischen Elemente 62 geben diesem Druck­ kontakt mit einem entsprechenden Schlupf nach. Der Ver­ riegelungsring 49 wird dann an dem Spannfutterteil 41 befestigt, wodurch der Drehmomentverstärkungsmechnismus 47 in einen wirksamen Zustand gerät, um den Geschwindig­ keitsverringerungseffekt hervorzurufen.

Die Drehung des Steuerrings 45 läßt dabei der rohrför­ miger Steuerabschnitt 51 den Eingangs/Ausgangsring 48 im Exzentrizitätsmaß umlaufen. Dies erzeugt eine Drehung des Eingangs/Ausgangsrings 48 auf der Grundlage der Differenz der Zähnezahl zwischen dem Zahnrad 55 an dem Eingangs/Ausgangsring 48 und dem Zahnrad 56 an dem Ver­ riegelungsring 49. Diese Drehung ist ein Output hohen Drehmoments infolge der Reduktion des Inputs, um den Gewindering 43 zu drehen und die Spannfutterklauen 42 durch Gewindevorschub vorwärts zu bewegen, wodurch diese das Werkzeug A mit einem hohen Drehmoment festklemmen.

Bei der Ausführung eines Arbeitsganges mit dem von den Spannfutterklauen 42 gehaltenen Werkzeug A wirken die in den Verriegelungsring 49 eingreifenden elastischen Elemente 61 in der Weise, daß sie ein Lockern infolge Drehung in Freigaberichtung der Spannfutterklauen 42 stoppen.

Wenn das Werkzeug A freigegeben werden soll, muß ledig­ lich der Steuerring 45 in die Freigaberichtung E gedreht werden (durch gestrichelte Pfeile in den Fig. 5 und 6 angedeutet).

Wenn die Spannfutterklauen 42 zurückgezogen werden, um den Rückstoß auf den Gewindering 43 infolge des Spann­ vorgangs zu eliminieren, wird der Verriegelungsring 49 durch die Kraft der elastischen Elemente 61 vorgeschoben. Damit bewegen sich die Druckkontaktflächen 58 und 59 des Verriegelungsrings 49 und des Spannfutterteils 41 aus dem Druckkontakt heraus. Damit wird der Reduktions­ effekt des Drehmomemtverstärkungsmechanismus 47 aufge­ hoben, wodurch der Steuerring 45, der Eingangs/Ausgangs­ ring 48 und der Verriegelungsring 49 gemeinsam rotieren. Der Gewindering 43 dreht mit derselben Geschwindigkeit wie der Steuerring 45, um die Spannfutterklauen 42 schnell durch Gewindevorschub in die Freigaberichtung zu bewegen. Im Ergebnis gleiten die Spannfutterklauen 42 schnell voneinander weg, um das Werkzeug A freizugeben.

Wenn das Werkzeug A gehalten ist, unterliegt das Dreh­ moment der Geschwindigkeitsverringerung und der Ver­ stärkung durch den Drehmomentverstärkungsmechanismus 47. Somit wird ein größeres Drehmoment erhalten als dann, wenn das Drehmoment des Steuerrings 45 direkt auf den Gewindering 43 übertragen wird, der mit den zuge­ hörigen Spannfutterklauen 42 kämmt. Durch einfaches Drehen des Steuerrings 45 in die Spannrichtung kann das Werkzeug A fest eingeklemmt und in Position gehalten werden.

Der Steuerring 45, der Eingangs/Ausgangsring 48 und der Verriegelungsring 49 können gemeinsam in entgegenge­ setzten Richtungen während des Drehvorgangs gedreht werden, der ausgeführt wird, bis das Werkzeug A in Posi­ tion festgeklemmt ist, und während des Drehvorgangs nach dessen Freigabe. Die Spannfutterklauen 42 werden von dem Gewindering 43 schnell durch Gewindevorschub aufein­ ander zu und voneinander weg bewegt, um das Werkzeug A festzuklemmen bzw. freizugeben. Somit hat diese Kon­ struktion eine ausgezeichnete Betriebsfähigkeit.

Die folgende Konstruktion kann anstelle des rohrförmigen Steuerabschnitts 51 der zweiten Ausführungsform vorge­ sehen sein.

Der Steuerring 45 kann eine innere Umfangswand haben, die um die Größe E bezüglich der Achse B des Spannfutter­ teils 41 versetzt ist, wobei der Eingangs/Ausgangsring 48 lose in diese exzentrische Innenumfangswand eingesetzt ist und der Ring 48 entlang der exzentrischen Innenumfangs­ wand des Steuerrings 45 umlaufen kann.

Eine solche Konstruktion wird nachfolgend als dritte Ausführungsform beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf dem Drehmomentverstärkungsmechanismus liegt.

Die Fig. 7 und 8 zeigen die dritte Ausführgsform des Werkzeugfutters. Dieses Werkzeugfutter hat dieselbe Grundkonstruktion wie die zweite Ausführungsform, wobei für gleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen ohne nähere Beschreibung verwendet sind.

Der Steuerring 45 hat eine innere Umfangswand, die um eine Achse C gebildet ist, die um eine Strecke e bezüg­ lich der Achse B des Spannfutterteils 41 versetzt ist. Der Eingangs/Ausgangsring 48 des Drehmomentverstärkungs­ mechanismus 47 ist drehbar in die konzentrische Innen­ umfangswand 70 des Steuerrings 48 über mehrere Kugeln 71 eingesetzt. Wenn der Steuerring 45 gedreht wird, läuft der Eingangs-/Ausgangsring 48 entlang dieser ex­ zentrischen Innenumfangswand 70 um.

Eine Hülse 72 sitzt im Preßsitz am Umfang des Gewinde­ rings 43. Die Getriebekupplung 52 enthält ein Zahnrad 53 an dem vorderen Ende einer Innenwand des Eingangs/ Ausgangsrings 48 und ein Zahnrad 54 an dem Außenumfang der Hülse 54.

Der Eingangs/Ausgangsring 48 hat ferner an einer rück­ wärtigen Innenwand ein Zahnrad 55, das mit einem Zahnrad 56 kämmt, das am Umfang des Verriegelungsrings 49 ange­ formt ist. Diese Zahnräder 55 und 56 bilden zykloidische Zahnräder. Die Anzahl der Zähne dieser Zahnräder 55 und 56 sind so wie bei der zweiten Ausführungsform gewählt.

Wenn der Steuerring 45 gedreht wird, bewirkt der Dreh­ momentverstärkungsmechanismus 47, daß das Werkzeug A wie bei der zweiten Ausführungsform festgeklemmt wird.

Im Anfangszustand dieses Drehvorgangs, in dem die Spann­ futterklauen 42 das Werkzeug A noch nicht festklemmen, drehen der Steuerring 45, der Eingangs/Ausgangsring 48 und der Verriegelungsring 49 sich gemeinsam, um den Gewindering 43 mit derselben Geschwindigkeit des Steuer­ rings 45 zu drehen, wie dies bei der zweiten Aus­ führungsform beschrieben ist. Der schnelle Schrauben­ vorschub bzw. Gewindevorschub durch den Schraubenring 43 hat zur Folge, daß die Spannfutterklauen 42 schnell aufeinander zu bewegt werden, um das Werkzeug A fest­ zuklemmen.

Anschließend wirkt eine Kraft auf den Gewindering 43, wenn die Spannfutterklauen 42 das Werkzeug A berühren und beginnen, dieses festzuklemmen. Dann wird der Ge­ windering 43 durch einen Rückstoß infolge des Spannvor­ gangs zurückgedrückt und drückt seinerseits den Ver­ riegelungsring 49 über die Druckkugeln 57 nach hinten. Dadurch bewegen sich die Druckkontaktflächen 58 und 59 des Verriegelungsrings 49 und des Spannfutterteils 41 in Druckkontakt miteinander. Die elastischen Elemente 62 geben diesem Druckkontakt nach mit einem Schlupf. Der Verriegelungsring 49 ist dann an dem Spannfutterteil 41 befestigt, wodurch der Drehmomentverstärkungsmechanis­ mus 47 in einem wirksamen Zustand ist, um den Geschwin­ digkeitsreduzierungseffekt auszuüben.

Die Drehung des Steuerrings 45 hat zur Folge, daß die exzentrische Innenwand 70 den Eingangs-Ausgangsring 48 im Maß der Exzentrizität umlaufen läßt. Dies erzeugt eine Drehung des Eingangs/Ausgangsrings 48 auf der Basis der Differenz der Anzahl der Zähne zwischen dem Zahnrad 53 an dem Eingangs/Ausgangsring 48 und dem Zahn­ rad 56 an dem Verriegelungsring 49. Diese Drehung ist ein Output mit einem hohen Drehmoment infolge der Re­ duktions des Inputs, um den Gewindering 43 über die Getriebekupplung 52 zu drehen und die Spannfutterklauen 42 durch Gewindevorschub zu bewegen, wodurch die Spann­ futterklauen 42 das Werkzeug A mit einem hohen Drehmoment festklemmen.

Wenn das Werkzeug A freigegeben werden soll, wird der Steuerring 45 lediglich in Freigaberichtung E gedreht (durch gestrichelten Pfeil in Fig. 8 angedeutet), wie dies bei der zweiten Ausführungsform bereits be­ schrieben ist. Auf eine detaillierte Beschreibung kann daher verzichtet werden.

Diese dritte Ausführungsform der Erfindung hat Funk­ tionen und Vorteile, die denjenigen der zweiten Aus­ führungsform entsprechen.

Die Fig. 9, 10 und 11 zeigen eine vierte Ausführungs­ form eines Werkzeugfutters. Diese vierte Ausführungs­ form bezieht sich auf ein anderes Beispiel für das Lager des Eingangs/Ausgangsrings 48 der dritten Aus­ führungsform. Der Drehmomentverstärkungsmechanismus 47 und andere grundlegende Konstruktionen stimmen mit denjenigen der dritten Ausführungsform überein, wobei gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen gekenn­ zeichnet sind und nicht mehr besonders beschrieben werden.

Wie in der dritten Ausführungsform hat der Steuerring 45 eine innere Umfangswand, die bezüglich der Achse des Spannfutterteils 41 versetzt ist. Der Eingangs/Ausgangs­ ring 48 des Drehmomentverstärkungsmechanismus 47 ist dreh­ bar in die konzentrische innere Umfangswand 70 des Steuerrings 48 eingesetzt. Wenn der Steuerring 45 gedreht wird, kann der Eingangs/Ausgangsring 48 entlang dieser exzentrischen inneren Umfangswand 70 umlaufen.

Dieser drehbare Eingangs/Ausgangsring 48 ist auf mehreren Nadellagern 74 gelagert. Diese Nadellager 74 sind nur entlang eines Teils des Umfangsbereichs angeordnet.

Damit läuft das zykloidische Zahnrad 56 des Verriege­ lungsrings 49 um und rotiert, während es teilweise in das zykloidische Zahnrad 55 des Eingangs/Ausgangsrings 48 eingreift. Dieser Eingriff findet in einem fest­ stehenden Bereich statt, soweit der Steuerring 45 be­ troffen ist. Die durch das Festklemmen des Werkzeugs A erzeugte Kraft resultiert in einem radialen Druck, der nur in dem obigen Eingriffsbereich wirkt.

Die Nadellager 74 sind somit entlang des Teils des Um­ fangsbereichs des Steuerrings 45 angeordnet, wo die Zahnräder 55 und 56 ineinander eingreifen und die Kraft ausgeübt wird.

Die Nadellager 74 haben Enden, die etwas in Richtung des Verriegelungsrings 49 vorstehen. Der Verriegelungs­ ring 49 bildet eine Eingriffsnut 75 in Umfangsfläche, die den vorspringenden Abschnitten der Nadellager 74 gegenüberliegt. Diese Eingriffsnut 75 nimmt die vor­ springenden Abschnitte der Nadellager 74 auf und er­ laubt so eine Bewegung infolge der Drehung der Nadel­ lager 74 (Bewegung relativ zu dem Verriegelungsring 49).

Die durch das Festklemmen des Werkzeugs A erzeugte Kraft wirkt auf die Nadellager 74 und drückt diese radial, wie oben erwähnt ist. Wenn der Steuerring 45 aus einem Kunststoff hergestellt ist, neigt daher die Druckkraft dazu, den Steuerring 45 teilweise aufzuweiten und zu verformen. Diese nach außen gerichtete Verformung des Steuerrings 45 wird unterdrückt, da die Enden der Nadel­ lager 74 bündig in der Eingriffsnut 75 sitzen, entgegen einer äußeren Ausdehnung unter Druck.

Wenn der Steuerring 45 nach außen erweitert ist, füllt dies den Spalt zwischen dem äußeren Umfang und der Ab­ deckung 46, wodurch der Eintritt von Staub und anderen Fremdpartikeln durch diesen Spalt wirkungsvoll ver­ hindert ist.

Wenn die oben erwähnte Kraft einwirkt, um die Nadellager 74 radial auszudehnen, wird diese Kraft auf die Innen­ position des Steuerrings 45 ausgeübt. Hierdurch wird in dem Steuerring 45 eine innere Spannung erzeugt, die eine Verwindung mit dem äußeren Abschnitt hervorruft.

Um dieser Verwindung entgegenzuwirken, sind Nadellager 76 an einer inneren Umfangswand des äußeren Abschnitts des Steuerrings 45, den Nadellagern 74 gegenüberliegend, angeordnet. Diese Nadellager 76 verhindern die Verwin­ dung des Steuerrings 45.

Die Nadellager 74 und 76 können in einer geringen An­ zahl vorgesehen sein. Da die vorstehenden Abschnitte der Nadellager 74 in der Nut 76 des Verriegelungsrings 49 gehalten sind, kann eine Verformung des Steuerrings 45 infolge der Werkzeugklemmkraft verhindert werden.

Die oben beschriebene Lagerkonstruktion kann auch bei der ersten Ausführungsform des Werkzeugfutters gemäß Fig. 1 verwendet werden.

In Fig. 9 enthält der elastische Ring 60 ein Federmaterial, das zu einer geneigten Flanschform gebildet ist und mehrere Kugeln 77 an mehreren Stellen hält. Diese Kugeln 77 greifen in die gezahnte Fläche 62 mit Federlast ein, die sich über den gesamten Umfang des Verriegelungs­ ringes 49 erstreckt.

Der elastische Ring 60 erfüllt die Funktionen mit den Vorteilen, die denjenigen der dritten Ausführungsform entsprechen.

In Fig. 11 dienen Aussparungen 78 zur Verriegelung des elastischen Rings 60, wobei der letztere nicht dar­ gestellte Vorsprünge hat, die in diese Aussparungen ein­ greifen können.

Die Fig. 12, 13 und 14 zeigen eine fünfte Ausführungs­ form eines Werkzeugfutters. In Fig. 12 enthält das Werkzeugfutter 100, drei Spannfutterklauen 102, die ver­ schieblich in einem Spannfutterteil 101 befestigt sind, um durch entgegengesetzte Drehung eines Gewinderings 103 vorgeschoben und zurückgezogen zu werden, wie dies bei der erstenAusführungsform gemäß Fig. 1 der Fall ist. Eine detaillierte Beschreibung dieser Anordnung ist entbehrlich.

Der Gewindering 103 besteht aus zwei Teilen, die durch Preß-Befestigung einer Hülse 104 auf ihrem Umfang fest miteinander verbunden werden.

Eine Abdeckung 105 hat einen U-förmigen Querschnitt und ist auf dem äußeren Umfang eines Endbereichs des Spannfutterteils 101 befestigt. Das Spannfutterteil 101 trägt einen zylindrischen Steuerring 106, der drehbar auf einem Zwischenumfangsabschnitt befestigt ist. Der Außenumfang eines offenen Endes des Steuerrings 106 ist relativ drehbar in den Innenumfang des Endabschnitts der Abdeckung 105 eingesetzt.

Ein Drehmomentverstärkungsmechanismus 107 befindet sich zwischen dem Steuerring 106 und dem Gewindering 103 zur Übertragung eines Drehmoments des Steuerrings 106 auf den Gewindering 103.

Der Mechanismus 107 enthält einen Eingangsring 108, der in den Steuerring 108 eingreift bzw. mit diesem ver­ riegelt ist, einen Ausgangshalter 112, der an dem Ge­ windering 103 befestigt ist, und einen Verriegelungs­ ring 115.

Der Eingangsring 108 ist auf einem Zwischenaußenumfang des Gewinderings 103 drehbar befestigt. Mehrere me­ tallische Kugeln 109 befinden sich zwischen gegenüber­ liegenden Flächen des Eingangsrings 108 und der Hülse 104. Der Eingangsring 108 enthält mehrere Vorsprünge 110 an seinem Außenumfang zum Eingriff mit mehreren Nuten 111 in der Innenwand des Steuerrings 106. Auf diese Weise ist der Eingangsring 108 mit dem Steuerring 106 so verriegelt, daß er eine geringfügige axiale Bewegung ausführen kann.

Der Ausgangshalter 112 ist an dem Außenumfang eines nahegelegenen Abschnitts des Gewinderings 103 befestigt. Der Ausgangshalter 112 enthält Kugelhalter 113 beispiels­ weise an 16 gleichmäßig beabstandeten Umfangspositionen. Jeder Kugelhalter 13 hält eine metallische Kugel 114.

Der Verriegelungsring 115 ist drehbar zwischen dem Aus­ gangshalter 112, der an dem Gewindering 103 befestigt ist, und einem abgestuften Abschnitt an einem Zwischen­ umfang des Spannfutterteils 101 gehalten. Der Verriege­ lungsring 115 ist ständig in Druckkontakt mit den Kugeln 114 des Ausgangshalters 112 gezwängt, der an dem Gewinde­ ring 103 befestigt ist, und zwar durch eine Schrauben­ feder 116, die in dem nahen Abschnitt der Abdeckung 105 untergebracht ist.

Die Schraubenfeder 116 ist zwischen einem Federanschlag 117, der an der Innenwand des nahegelegenen Abschnitts der Abdeckung 105 befestigt ist, und einer Druckplatte 118 zusammengedrückt. Mehrere metallische Kugeln 119 sind zwischen gegenüberliegenden Flächen des Verriegelungs­ rings 115 und der Druckplatte 118 angeordnet.

Damit drückt die Spiralfeder 116 ständig die Druck­ platte 118, die Kugeln 119, den Verriegelungsring 115, die von dem Ausgangshalter 112 gehaltenen Kugeln 114, den Eingangsring 108, die Kugeln 109, die Hülse 104 und den Gewindering 103 axial gegen eine Innenwand an einem vorderen Ende des Steuerrings 106.

Wie Fig. 13 zeigt, ist eine Blattfeder 121 an der Innen­ wand des Steuerrings 106, dem äußeren Umfang des Ver­ riegelungsrings 115 gegenüberliegend, befestigt. Wenn der Verriegelungsring 115 in entgegengesetzten Richtungen drehen kann, greift ein Vorsprung 122 an der Blattfeder 121 in eine gezahnte Fläche 123 am Außenumfang des Ver­ riegelungsring 115 ein, um den Verriegelungsring 115 in derselben Richtung wie den Steuerring 106 zu drehen.

Wenn der Verriegelungsring 115 gegen Drehung verriegelt ist, wird dieser Eingriff unterbrochen, wodurch der Steuerring 106 alleine drehen kann.

Die Eingriffsanordnung zwischen demVorsprung 122 der Blattfeder 121 und der gezahnten Fläche 123 ist äquivalent der Anordnung zwischen der gezahnten Fläche 30 und den elastischen Elementen 32 der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 3 und erfüllt eine ähnliche Funktion. Die Blatt­ feder 21 wirkt jedoch nicht in der Weise, daß der Ver­ riegelungsring 115 von dem abgestuften Abschnitt 112 getrennt wird, wobei diese Funktion bei der fünften Aus­ führungsform von der Spiralfeder 116 ausgeübt wird.

Der Verriegelungsring 115 enthält eine Druckkontakt­ fläche 124 an einem Innenumfang zum Druckkontakt mit dem gestuften Abschnitt 120. Diese Druckkontaktfläche 124 kann eine schräge Form haben.

Nachfolgend wird beschrieben, wie die fünfte Ausführungs­ form funktioniert, um das Werkzeug A festzuklemmen.

Zunächst wird das Werkzeug A durch die weit offenen Spann­ futterklauen 102 in das Spannfutterteil 101 eingesetzt. Dann wird der Steuerring 106 in einer Werkzeugklemm­ richtung gegenüber dem Spannfutterteil 101 gedreht.

Während des Drehvorgangs wird, bevor die Spannfutter­ klauen 102 in Kontakt mit dem Werkzeug A geraten, nur ein sehr kleiner Widerstand auf den Gewindering 103 ausgeübt, und der Verriegelungsring 115 des Drehmoment­ verstärkungsmechanismus 107 ist in einem freien Zustand gegenüber dem Spannfutterteil 101. Da ferner der Ver­ riegelungsring 115 durch die Blattfeder 121 mit dem Steuerring 106 verbunden ist, drehen der Steuerring 106, der Eingangsring 108, die Kugeln 114 des Ausgangs­ halters 112 und der Verriegelungsring 115 sich gemein­ sam. Die Drehung des Gewinderings 103, die dieselbe Ge­ schwindigkeit hat wie der Steuerring 106, bewirkt einen schnellenGewindevorschub zum schnellen Vorrücken der Spannfutterklauen 102, um das Werkzeug A festzuklemmen.

Wie Fig. 14 zeigt, wirkt eine Kraft auf die Spannfutter­ klauen 102, wenn diese das Werkzeug A berühren und be­ ginnen, dieses festzuklemmen, wodurch ein Rückstoß der Spannfutterklauen 102 entsteht. Damit wird der Gewinde­ ring 103 von dem Rückstoß axial zurückgezogen, wodurch über die Hülse 104 und die Kugeln 109 der Eingangsring 18, die von dem Ausgangshalter 112 gehaltenen Kugeln 114 und der Verriegelungsring 115 des Mechanismus 107, der axial unter Druck steht, axial zurückgezogen werden. Da­ durch bewegt sich die Druckkontaktfläche 124 des Ver­ riegelungsrings 115 in Druckkontakt mit dem abgestuften Abschnitt 120 des Spannfutterteils 102, und die Blatt­ feder 121 zum Verriegeln des Verriegelungsrings 115 gegen Drehung unterliegt nun einem Schlupf bzw. Gleiten.

Wenn der Verriegelungsring 115 gegen Drehung verriegelt ist, wirken die Kugeln 114 des Ausgangshalters 112 als Zwischenkugeln, um mit der Drehung des Eingangsrings 108 entlang der gegenüberliegenden Fläche des Verriege­ lungsrings 115 zu rollen. Diese Rollbewegung bewirkt eine reduzierte Drehung des Ausgangshaltes 112, was die Drehung des Steuerrings 106 reduziert, um den Ge­ windering 103 mit einem hohen Drehmoment zu drehen, so daß die Spannfutterklauen 102 das Werkzeug A fest in einen Klemmsitz nehmen.

Bei einer Bearbeitung mit dem Werkzeug A wirkt die Blatt­ feder 121, die für den Verriegelungseingriff vorgesehen ist, in der Weise, daß ein Lockern infolge von Reaktionen auf entgegengesetzte Drehungen des Werkzeugfutters 100 unterbleibt, wie dies bei den anderen Ausführungsformen ebenfalls der Fall ist.

Wenn das Werkzeug A freigegeben werden soll, wird der Steuerring 106 in Freigaberichtung relativ zu dem Spann­ futterteil 101 gedreht. In dem Anfangszustand des Dreh­ vorgangs tritt kurzzeitig ein hohes Drehmoment auf, da der Verriegelungsring 115 des Drehmomentverstärkungs­ mechanismus 107 gegen Drehung blockiert ist. Dies er­ leichtert die Drehung des Gewinderings 103 in Freigabe­ richtung.

Einmal gelockert, vermindert sich der Drehwiderstand, und die Schraubenfeder 106 gibt den Verriegelungsring 115 aus dem Druckkontakt frei, wobei der Verriegelungs­ ring 115 mit dem Steuerring 106 über die Blattfeder 121 verbunden ist. Dann drehen sich der Steuerring 106 und der Drehmomentverstärkungsmechanismus 107 gemeinsam. Die Drehung des Steuerrings 106 läßt den Gewindering 103 mit derselben Geschwindigkeit rotieren, wodurch die Spannfutterklauen 102 schnell voneinander weg gleiten, um das Werkzeug A freizugeben.

Wenn das Werkzeug A gehalten ist, wird die Drehung des Steuerrings 106 von den drehenden Kugeln 114, die Teil des Drehmomentverstärkungsmechanismus 107 sind, ver­ ringert, um auf den Ausgangshalter 112 übertragen zu werden. Somit wird ein größeres Drehmoment erhalten als das Drehmoment zum Drehen des Steuerrings 106, so daß das Werkzeug A fest eingeklemmt wird.

Außerdem ist der Kraftwiderstand klein, und der Steuerring 106 und die zugehörigen Bauteile des Mechanismus 107 können gemeinsam in entgegengesetzten Richtungen durch die Wirkung der Blattfeder 121 während des Drehvorgangs drehen, der ausgeführt wird, bis das Werkzeug A in seiner Position festgeklemmt ist, und während des Drehvorgangs nach dessen Freigabe. Die Spannfutterklauen 102 werden durch den Gewindering 103 schnell aufeinander zu und voneinander weg bewegt, um das Werkzeug A festzuklemmen und freizugeben. Somit funktioniert diese Konstruktion ausgezeichnet.

Zur Erleichterung des Vorgangs kann die relative Drehung zwischen dem Spannfutterteil 101 und dem Steuerring 106 durch entgegengesetzte Drehungen des Bohrgeräts oder der Kraftantriebseinrichtung, an der das Spannfutterteil befestigt ist, hervorgerufen werden. Dies trifft auch auf die anderen Ausführungsformen zu.

In der fünften Ausführungsform enthält der Drehmoment­ verstärkungsmechanismus 107 die Kugeln 114, die drehbar sind, um die Drehung des Ausgangshalters 112 zu redu­ zieren. Diese Kugeln 114 können durch Zahnräder ersetzt werden. Eine solche Konstruktion wird nachfolgend als sechste Ausführungsform beschrieben.

Fig. 15 zeigt ein Werkzeugfutter in einer sechsten Ausführungsform. Dieses Werkzeugfutter hat dieselbe Grundkonstruktion wie die fünfte Ausführungsform, und entsprechende Bauteile sind mit denselben Bezugs­ zeichen versehen und werden nicht mehr beschrieben.

Wie abgebildet, enthält der Drehmomentverstärkungs­ mechanismus 107 mehrere Kegelzahnräder 125 zwischen dem Gewindering 103 und dem daran befestigten Ausgangs­ halter 112. Die Kegelzahnräder 115 kämmen mit einer Zahn­ radfläche 126 an dem Eingangsring 108 und einer Zahnrad­ fläche 127 an dem Verriegelungsring 115.

Wenn bei dieser Konstruktion der Verriegelungsring 115 durch Druckkontakt mit dem gestuften Abschnitt 120 gegen Drehung blockiert ist, ruft die Drehung des Eingangs­ ring 108 eine Drehung und Rollbewegung der Kegelzahn­ räder 125 hervor. Die Drehung des Steuerrings 106 ist durch die Rollbewegung zur Übertragung auf den Ausgangs­ halter 112 reduziert. Somit erfüllen die Kegelzahnräder 114 eine Funktion, die derjenigen der Kugel 114 der fünften Ausführungsform äquivalten ist, so daß mit dieser Konstruktion ein hohes Drehmoment wie bei der vierten Ausführungsform erzeugt wird.

Claims (12)

1. Werkzeugfutter mit mehreren Spannfutterklauen, die zentral an einem vorderen Ende eines Spannfutterteils verschieblich aufeinander zu und voneinander weg ange­ ordnet sind, und einem Steuerring, der in beiden Rich­ tungen drehbar auf dem Umfang des Spannfutterteils an­ geordnet ist, um einen Gewindering zum Gewindevorschub der Spannfutterklauen aufeinander zu und voneinander weg zu drehen, gekennzeichnet durch
eine Verriegelungseinrichtung (22, 49, 115) zwischen dem Spannfutterteil (11, 41, 101) und den Spannfutter­ klauen (12, 42, 102) zum Pressen und Verriegeln mit dem Spannfutterteil durch eine Reaktionskraft, die auftritt, wenn die Spannfutterklauen ein Werkzeug (A) festklemmen, und die bei Beendigung der Reaktionskraft freigegeben ist, und
eine Drehmomentverstärkungseinrichtung (17, 47, 107) zwischen der Verriegelungseinrichtung und dem Steuer­ ring (18, 45, 106) zur Reduzierung der Drehung des Steuerrings, um ein verstärktes Drehmoment an den Gewindering (15, 43, 103) abzugeben, wenn die Ver­ riegelungseinrichtung mit dem Spannfutterteil ver­ riegelt ist,und zur Übertragung der Drehung des Steuerrings auf den Gewindering, wenn die Verriege­ lungseinrichtung von dem Spannfutterteil freigegeben ist.

2. Werkzeugfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentverstärkungs­ einrichtung (17) einen Eingangsring (21) aufweist, der lose exzentrisch in den Steuerring (18) eingebaut und mit dem Gewindering (15) verriegelt ist, daß der Ein­ gangsring und die mit dem Spannfutterteil (11) verriegel­ bare Verriegelungseinrichtung (22) in axialer Richtung des Spannfutterteils angeordnet sind und daß der Ein­ gangsring und die Verriegelungseinrichtung gegenüber­ liegende Flächen mit zykloidischen Rollnuten (23, 24) mit einer unterschiedlichen Anzahl von Wellen haben, wobei Kugeln (25) zwischen den Rollnuten angeordnet sind.

3. Werkzeugfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentverstärkungs­ einrichtung (17) einen Ausgangsring (20) aufweist, der an dem Gewindering (15) befestigt ist, daß ein Eingangs­ ring (21) relativ drehbar und exzentrisch in dem Steuer­ ring gelagert ist, daß der Ausgangsring, der Eingangs­ ring und die Verriegelungseinrichtung in axialer Rich­ tung des Spannfutterteils (11) angeordnet sind, daß der Eingangsring und die Verriegelungseinrichtung gegen­ überliegende Flächen mit zykloidischen Rollnuten (23, 24) mit einer unterschiedlichen Anzahl von Wellen auf­ weisen, wobei Kugeln (25) zwischen den Rollnuten an­ geordnet sind, und daß Kraftübertragungskugeln (26) zwischen dem Eingangsring und dem Ausgangsring ange­ ordnet sind.

4. Werkzeugfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentverstärkungs­ einrichtung (47) einen Eingangs/Ausgangsring (48) auf­ weist, der lose exzentrisch in den Steuerring (48) ein­ gebaut und mit dem Gewindering (43) verriegelt ist, und daß der Eingangs/Ausgangsring und die mit dem Spannfutterteil (41) verriegelbare Verriegelungsein­ richtung (49) gegenüberliegende Innen- und Außenflächen mit zykloidischen Zahnrädern (55, 56) mit einer unter­ schiedlichen Anzahl von Zähnen haben, die miteinander kämmen.

5. Werkzeugfutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerring (48) einen rohrförmigen Steuerabschnitt (51) an einer Zwischen­ innenwand aufweist, der exzentrisch bezüglich einer Achse des Spannfutterteils (41) ist und den Eingangs/ Ausgangsring (48) über ein Lager drehbar hält, das am Umfang des rohrförmigen Steuerabschnitts angeordnet ist.

6. Werkzeugfutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerring (48) eine Innenwand aufweist, die exzentrisch zu einer Achse des Spannfutterteils (41) verläuft und den Eingangs/ Ausgangsring drehbar lagert.

7. Werkzeugfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentverstärkungs­ einrichtung (107) einen an dem Steuerring (106) be­ festigten Eingangsring (108), einen zwischen dem Ein­ gangsring und der mit dem Spannfutterteil (101) ver­ riegelbaren Verriegelungseinrichtung (115) angeordneten Ausgangshalter (112), der an dem Gewindering befestigt ist, wobei der Eingangsring und der Ausgangshalter in axialer Richtung des Spannfutterteils angeordnet sind, und eine drehbare Einrichtung aufweist, die von dem Aus­ gangshalter mit einer relativen Bewegung zwischen dem Eingangsring und dem Verriegelungsring drehbar gehalten ist.

8. Werkzeugfutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Einrichtung Kugeln (114) aufweist.

9. Werkzeugfutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Einrichtung Kegelzahnräder (125) aufweist, und daß der Eingangs­ ring (108) und die Verriegelungseinrichtung (115) ge­ zahnte Flächen (126, 127) zum Eingriff mit den Kegel­ zahnrädern aufweisen.

10. Werkzeugfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung Druckkontaktflächen (28, 58) an einem Verriegelungsring und dem Spannfutterteil aufweist, die einander gegenüber­ liegen.

11. Werkzeugfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung schräge Druckkontaktflächen an einem Verriegelungsring und dem Spannfutterteil aufweist, die einander gegenüber­ liegen.

12. Werkzeugfutter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsring am Umfang einer rückwärtigen Endfläche eine gezahnte Fläche aufweist, die in Eingriff mit einem an dem Steuer­ ring befestigen elastischen Element steht.